在實際的數字系統中往往包含大量的存儲單元，而且經常要求他們在同一時刻同步動作，為達到這個目的，在每個存儲單元電路上引入一個時鐘脈衝（CLK）作為控制信號，只有當CLK到來時電路才被“觸發”而動作，並根據輸入信號改變輸出狀態。把這種在時鐘信號觸發時才能動作的存儲單元電路稱為觸發器，以區別沒有時鐘信號控制的鎖存器。
基本介紹
- 中文名：觸發器
- 外文名：Bistable Multivibrator
- 本質：數字電路領域術語
- 學名：雙穩態多諧振盪器
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觸發器與鎖存器的關係
觸發器的電路圖由邏輯門組合而成，其結構均由R-S鎖存器派生而來（廣義的觸發器包括鎖存器）。觸發器可以處理輸入、輸出信號和時鐘頻率之間的相互影響。
觸發器名片圖在R-S鎖存器的前面加一個由兩個與門和一個非門構成的附加電路，則構成D觸發器。當時鐘脈衝CP為1時，讀入輸入端D的數據並傳至輸出端；當CP為0時，根據與門“只要有一個輸入端為0則輸出為0”的特性，輸入端D的數據被與門禁止了，無法到達輸出端，不管輸入D怎樣變化，Q端輸出值都保持不變，只有等到下一個CP高電平到來時，才會把當前的D值送出。這樣就實現了延遲輸出即暫時保存的功能。從電路的動作可以看出，時鐘輸入端起到控制的作用，CP為1時，能觸發後面的鎖存器把D的值暫時鎖存起來，這也正是觸發器名詞中“觸發”的含義，這正是觸發器與鎖存器的聯繫與區別：觸發器利用了鎖存器的保存原理，但是加上了觸發功能，可以控制保存的時間。
雙穩態多諧振盪器
學名“雙穩態多諧振盪器（Bistable Multivibrator）”。觸發器（Flip Flop）是一種可以存儲電路狀態的電子元件。最簡單的是由兩個或非門，兩個輸入端和兩個輸出端組成的RS觸發器（見圖2）。複雜一些的有帶時鐘（CLK）段和D（Data）端，在CLK端為高電平時跟隨D端狀態，而在CLK端變為低電平的瞬間鎖存信號的D觸發器。更常用的是兩個簡單D觸發器級聯而成的在時鐘下跳沿鎖存信號的邊緣D觸發器，廣泛套用於計數器、運算器、存儲器等電子部件
。
RS latch
RS latch電路結構
邏輯功能，是指觸發器的次態和現態及輸入信號之間在穩態下的邏輯關係。這種邏輯關係可以用特性表、特性方程或狀態轉換圖給出。
根據邏輯功能的不同特點，把觸發器分為RS、JK、T、D等幾種類型。
邏輯功能
電路結構，是指電路中門電路的種類及組合方式。
基本RS觸發器、同步RS觸發器、主從觸發器、邊緣觸發器等是指電路結構的不同形式。由於電路結構形式的不同，帶來了各不相同的動作特點。
同一種邏輯功能的觸發器可以用不同的電路結構實現。反過來說，用同一種電路結構形式可以作成不同邏輯功能的觸發器。
類型種類
按電路結構不同分為：基本RS觸發器和鐘控觸發器。
按存儲數據原理不同分為：靜態觸發器和動態觸發器。
按構成觸發器的基本器件不同分為：雙極型觸發器和MOS型觸發器。
照明配件
雙穩態形
基本電路如圖1的上半部。它由兩個反相器直接耦合而成。反相器1由電晶體T1和電阻Rc1R11及R12組成,反相器2由電晶體T2和電阻Rc2、R21及R22組成。反相器1的輸出端Q即是反相器2的輸入端，同樣，反相器2的輸出端悩也是反相器1的輸入端,兩級反相器是互相反饋的。這個電路具有兩種穩定狀態:一種穩態是T1管導通、T2管截止，Q端為低電位、悩為高電位;另一種穩態是T1管截止、T2管導通，Q端為高電位、悩端為低電位。加上電壓 Ec和-Eb後電路即進入一種穩定狀態。若不加觸發信號，電路則永遠處於這個穩定狀態。
圖1
圖1欲使電路從一種穩態轉換到另一種穩態，必須外加觸發信號。圖1的下半部分是兩個引導觸發信號給各個反相器的電路。它們分別由微分電路R1C1、R2C2和隔離二極體D1、D2組成。
當外加負觸發脈衝作用於引導電路的“S”端時,通過微分電路R1C1使D1導通,b1點呈低電位。此時不論觸發器原處何種狀態T1管截止，Q點變為高電位,T2管導通，悩點變為低電位。這種穩態稱為觸發器的“置位”狀態，“S”端稱為“置位”端。反之,外加負觸發脈衝作用於“R”端時,則使悩端為高電位,Q端為低電位。這種穩態為觸發器的“復位”狀態,“R”端稱為“復位”端。具有置位、復位功能的觸發器稱為R-S觸發器。
射極耦合
又稱施密特觸發器，其原理電路如圖2。它也由兩級反相器直接耦合而成。第一級反相器的輸出端c1是第二級反相器的輸入端。第一級反相器的輸入端接輸入觸發電壓ui，第二級反相器的輸出端提供輸出電壓u0。兩級反相器通過公共的發射極電阻Re耦合在一起，因而稱射極耦合觸發器。這種觸發器也有兩種穩定狀態,一種穩態是T1管導通、T2管截止,輸出u0為高電位；另一種穩態是T1管截止,T2管導通,u0為低電位。觸發器的穩定狀態決定於輸入u電位的高低，因此這種觸發器具有電位觸發特性。當輸入ui為低電位時,T1管截止,c1點電位升高，使T2管導通,輸出u0也是低電位。當ui為高電位時，T1管導通,c1點電位下降，使T2管截止,u也是高電位。射極耦合觸發器可用於波形的整形和鑒幅。
圖2
圖2單穩態觸發器
單穩態觸發器也由兩個反相器構成(圖3a)。與圖1 的雙穩態觸發器相比，由電晶體T2組成的反相器2完全相同,但由電晶體T1組成的反相器1中,用電容器C代替電阻器R11，且R12接向 Ec。另外，在T1管的b1點接有由D1、R1及C1組成的引導電路, ui即外加觸發信號。觸發器的狀態電壓由c1及c2點輸出。
圖3b的波形表明單穩態觸發器的工作過程。在外加負觸發脈衝u到來以前（0～t1期間）,觸發器處於穩定狀態。由於b1點通過R12接向電壓 Ec，T1導通,T2截止。c1點的電壓uc1為低電位,c2點電壓u為高電位,電容器C被充電。在t=t1瞬間,u到來,通過微分電路R1C1使D1導通,b1呈低電位，T1由導通變為截止,uc1上升為高電位；T2導通，uc2下降為低電位。這時,電容器C通過T2放電形成暫時穩定狀態(t1～t2期間)，稱為暫穩態。隨著電容器C的放電，b1點電位上升，當t=t2時，b1點的電位又使T1管導通,uc1下降為低電位，T2管又截止,uc2電位上升。在t2～t3期間，uc2因受Rc2C充電的影響而上升緩慢，形成恢復期。t3以後進入原來的穩定狀態。單穩態觸發器可用於脈衝整形和脈衝延時。
圖3
圖3